Cuantificación de la deformación por cizalla simple vs. cizalla pura en milonitas de los Andes Fueguinos

Abstract

En el cinturón central de los Andes Fueguinos afl oran zonas de cizalla dúctil, compuestas de milonitas, que constituyen una característica conspicua de las unidades más antiguas de este sector del orógeno. Estas milonitas han sido descritas con variado detalle por estructuralistas como Kranck (1932) y Bruhn (1979). Este último autor propuso un modelo para la formación de los Andes Fueguinos que involucraba una deformación regional por cizalla simple, relacionada al cierre de una cuenca de retroarco cretácica (Cuenca Rocas Verdes), con movimiento de techo hacia el NE de un bloque obductado y subducción del margen opuesto de la cuenca hacia el SO (Figs. 1A y 1B). Esta cizalla simple regional ha sido considerada en trabajos subsecuentes como la causa de las frecuentes fajas miloníticas en los Andes Fueguinos. Las mismas se desarrollan mejoren niveles metavolcánicos/volcaniclásticos ácidos de las formaciones Lapataia y Lemaire (Jurásico), y presentan rasgos característicos de deformación en condiciones de metamorfismo de bajo grado, en algunos casos con niveles de trituración y generación de matriz superiores al 50%, pudiendo formar fajas de ancho de afloramiento de más de 1000 m (Cao 2019). Sin embargo, dichos espesores no están acompañados de rechazos notables paralelos al buzamiento, lo cual pone en duda la magnitud efectiva de cizalla simple asociada a su desarrollo.En este trabajo proponemos una explicación para esta situación, modelando las zonas de cizallacon una participación notable de cizalla pura (considerando en este caso deformación plana) simultánea con cizalla simple (Fig. 1B). Para testear esta hipótesis decidimos utilizar una aproximación cuantitativa, realizando un cálculo de la cantidad de deformación simultánea por cizalla pura y cizalla simple efectiva mediante la determinación de un tensor de deformación unifi cado (Fossen y Tikoff 1993, Tikoff y Fossen 1993). Para este análisis seleccionamos la zona de cizalla del Monte Olivia (Fig. 1C), que consiste en una zona de deformación dúctil de 300 m de espesor, formada por milonitas y protomilonitas, con movimiento de techo hacia el NE paralelo a lineaciones de estiramiento, y deformación durante metamorfismo de bajo grado (Cao 2019).Nuestra metodología consistió en la determinación de elipses de deformación utilizando el métodoRf-phi en clastos deformados en el plano principal de deformación XZ, en muestras de una transecta a través de la zona de cizalla (Fig. 1C). Mediante la orientación de las elipses en un sistema de coordenadas con ejes x1-x3 paralelo a la dirección de movimiento en el plano de cizalla y al polo de dicho plano, respectivamente, se calculó el círculo de Mohr para la deformación, del cual se pueden obtener las componentes del tensor de Cauchy, y su inversa el tensor de Finger (Allmendinger et al. 2012). A partir de este último tensor se obtiene el estiramiento paralelo (k1) y perpendicular (k3) a la zona de cizalla en el plano x1-x3, y la cizalla simple efectiva (Γ13) en ese plano. Estas son las componentes de la matriz de deformación unificada para cizalla pura y cizalla simple simultáneas (Tikoff y Fossen 1993, Fossen y Tikoff 1993).Nuestros resultados para distintas magnitudes de pérdida de volumen teóricas (estiramiento volumétrico sv, Fig. 1D) indican que la magnitud de cizalla simple efectiva varía entre 0,9 para 0% de pérdida de volumen y 0,3 para un 60% de pérdida de volumen, mientras que el estiramiento perpendicular a las paredes de la zona de cizalla varía entre 0,75 y 0,3 en el mismo rango de pérdida volumétrica. Estos parámetros indican que el desplazamiento asociado a la zona de cizalla del Monte Olivia es mayor a 90 m, y no superaría los 270 m en el caso poco realista sin pérdida de volumen. Asimismo, se observa que a mayor pérdida de volumen la magnitud de la cizalla simple disminuye notablemente, mientras que aumenta significativamente la cizalla pura perpendicular a la zona de cizalla, alcanzando valores de 40 a 60% de acortamiento para magnitudes intermedias de pérdida de volumen.Nuestros resultados son consistentes con un modelo de deformación por cizalla simple regional, oblicua a la dirección de máximo acortamiento. Localmente, la deformación se concentra en zonas de cizalla subsimples a alto ángulo de esa dirección, donde hay alta participación de cizalla pura. Este modelo no deja de ser consistente con el modelo de cizalla simple postulado por Bruhn (1979) para el orógeno Fueguino, y explica razonablemente la ausencia de grandes rechazos paralelos al buzamiento en las zonas miloníticas de los Andes Fueguinos. La ampliación del modelo a deformación no plana permitirá evaluar cantidades de aplastamiento asociadas a las zonas de cizalla.